复杂超高层结构设计创新与实践图文并茂

复杂超高层结构设计创新与实践

xx建筑设计院股份有限公司

2013年武汉保利文化广场1、工程概况主楼46层，大屋面标高209.9m；副楼20层，屋面标高101.0m；主副楼在16~20层通过钢结构连接为一个整体，连接体跨度为42.5m，立面呈“h”型。武汉保利广场是由两栋高度不同的塔体组成的大跨连体复杂高层建筑,总建筑面积为14.4万m2。1、工程概况二~八层建筑平面图1、工程概况九层建筑平面图1、工程概况十~十五层建筑平面图1、工程概况十六~二十层建筑平面图1、工程概况二十九层建筑平面图建筑剖面图2、基础与地下室设计基础平面布置图2、基础与地下室设计2、基础与地下室设计2、基础与地下室设计地下室“隔水-排水”抗浮设计3、上部结构体系本工程地下4层，地上分为主楼、副楼及裙楼，主楼和副楼在1~8层与裙楼连接为一个整体。该工程建筑抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，场地类别为II类。二~八层平面主楼、副楼均采用“圆钢管混凝土柱+H型钢梁或钢桁架+钢筋混凝土核心筒”混合结构体系。上部结构九层平面3、上部结构体系十层平面3、上部结构体系两塔楼核心筒偏置一侧，为减小扭转，在主副楼南北两侧设置密柱，加强框架梁，形成较大刚度框架，提高结构整体扭转刚度。

副楼主楼十一~十五层平面3、上部结构体系副楼连接体主楼3、上部结构体系十六~二十一层平面二十二层~四十六层平面主楼3、上部结构体系结构三维模型3、上倾部结岩构体坝系3、上罗部结罩构体炉系3、上之部结顷构体炒系3、上郑部结咳构体纲系4、大纠跨减蔽震连术接体薪设计主楼歌与副妄楼在16~20层通介过钢弯结构陆连体敌相连梳，采雕用刚矛接方形式，个主副座楼之防间的痒相互胁约束斑作用弦增大灾了结鸡构自述身的孟抗扭榴扭转省。连接蛛体采藏用“2榀主勒桁架+次桁凳架转仅换”的阀布置袜方案狱。沿42重.5竹m跨度咳方向圾的连扎接体存外侧悉边设非置两膝榀主桁搬架，与雄主、哗副楼借结构乐刚接休。4、大咬跨减宣震连柳接体壶设计在15层设带置与会主桁填架正委交的四榀蒜次桁羞架，两壳端与宾主钢克桁架班刚接爹；主榴桁架垄弦杆绒及斜蚂撑均省延伸永至主控、副斥楼尽善端或哭与筒校体相怨连。4、大抽跨减殿震连淡接体碍设计4、大挣跨减互震连歉接体骨设计4、大是跨减剪震连坑接体成设计5、典都型节立点设求计5、典叉型节传点设盐计5、典签型节阔点设款计5、典蚊型节骆点设缸计城市字大客兔厅屋嘱盖滑弃动支耻座构兰造6、单预层双啦向索郑网玻封璃幕免墙6、单程层双副向索颠网玻宝璃幕潮墙主体偏结构习抗震菊性能顷目标7、混舱合减叨震设慕计7、混屿合减推震设榴计两栋钳塔楼细核心喂筒严向重偏辜置，扭转迷较严修重；两栋团塔楼贸高度酸、质凯量相泄差很织大，匪且连碧接体燥与高丸塔的被一端温端部附（而挤非中铸部）蔬相连德，属严重明不对吓称连里体高横层；连接爬体跨割度大，达42专.5皇m，共律有五邮层，结构斩质量响大。主体裂结构样特点刻及减间震措处施主体候结构蜻的特薪点导从致结忙构扭童转耦灿连振辞动较汪复杂寻。为火减小咏及控酱制主夫体结犹构的西扭转科，除崖在塔打楼长贫向两庭端加宝密框野架柱崇外，片还设侧置了腐一批非线等性粘痰滞阻租尼器。7、混嗽合减病震设顺计主体妖结构多特点疑及减罩震措说施阻尼器的设计参数见下表。阻尼器相对速度与阻尼力关系通过计算得到粘滞阻尼器在大震下对结构的附加阻尼比在4%左右。粘滞败阻尼端器连淋接节须点7、混首合减楼震设残计阻尼梢器布悬置示舍意图7、混叫合减没震设内计通过用计算联分析至发现虎，连只接体若主桁恩架的平面蚀内刚沿度对整敲体结省构的肢动力糟特性熔有显茅著影览响。工将主剩桁架障中间橡跨作榨为调咱整段忆，对压该段辨范围轻不设槐支撑劲或设窑支撑佳，以勒及采柴用不筑同刚波度支砍撑的介情况弦进行望弹性债分析矛。7、混腰合减令震设载计连接体中段不设支撑时整体扭转相对较小，而设置较强支撑时整体的扭转会相对较大。故可通过减小连接体中段的刚度来控制整体的扭转效应。同时法在中甩、大采震计种算分餐析表地明下啊，若崭连体贡结构盲在中递部能晒上下裕错动户，将佛显著购减小抬主体残结构屿的扭虏转。7、混辜合减炕震设藏计为实珠现上粘述目识的，睁连接沈体主击桁架废中间兼跨腹手杆采伴用屈曲押约束拐支撑（BR业B），BR渐B在正殖常使氧用及厅小震搜下不浪屈服击，以肯保证潮正常项使用替阶段运的结梁构刚你度，痒在中萝、大第震作双用下陵，BR肢B屈服为耗能篇，连钟接体拆在中税部可内上下筛错动简，以猫减小窜主体罚结构泪扭转追，并胡耗能返保护材连体程构件登。BR劲B设计庸参数再及布识置位舍置。7、混弃合减互震设肢计屈曲厚约束施支撑车连接免节点7、混雪合减寇震设拦计屈曲敲约束水支撑肤布置窝示意嚷图7、混啦合减脑震设密计7、混慕合减孟震设困计某屈知曲约鸭束支揪撑杆判件和跌与其盯相邻致的柱携以及虏连体珍桁架脉某根萍斜撑疤的耗摸能滞醉回曲政线对劳比如缓下图熄所示撤，BR店B的耗杀能能捏力远摸远高激于其扭他构穴件。屈曲约束支撑与其他杆件耗能对比非线州性粘脂滞阻银尼器（速元度相榆关型探阻尼协器）谢与屈曲度约束炊支撑BR察B（位心移相壮关性铲阻尼投器）刻混合摩应用献，形篮成混合岭减震她体系，以谷实现句减小吃及控枣制主启体结螺构在识中、帮大震应作用费下扭觉转的锋目的湖。7、混泻合减育震设蚂计混合歼减震面体系污的构僵成整体钻结构嚼计算不分析伸结果采用AN鸦SY蛙S进行动力呆弹塑蕉性分掘析，对加阻常尼器和不加营阻尼复器的结讨构进乐行了绵对比律，以胁了解惜阻尼恼器对益结构姥减震闸效果妈。在竿罕遇娇地震咐激励律下的宁对比间如下米图表刃所示附。7、混嘴合减摧震设导计设置亚阻尼视器之寺后结构呀的地隶震反议应明满显降鸣低，哥其中内，加窃阻尼弃器后掏结构Y方向极最大胀加速踪蝶度反聋应降蛋低了36山.4坏%；结嚷构最泄大位仓移减寸小了11违.9所%；层惩间位即移角份减小沿了约10尚%。各层占位移碑包络拾图层间唇位移喂角包译络图7、混钥合减朱震设浮计重点定部位痒结构圆计算平分析就结果对于连体伙桁架率钢结牧构，进精行了伙设置BR诸B和不希设置BR璃B的对嘱比分率析。希不设回置BR添B时，裤两榀买钢结掠构主唯桁架咬有少弦部分艘杆件燥发生苦屈服质，其屑余大绑部分虾杆件移尚处眼于弹客性。在连裳接体减中部幻玉设置BR坊B后，BR阿B首先苍发生堤屈服沃，进么入塑纷性状尝态，园其附腊近的客杆件些应力览有一房诚定的械降低矩。7、混匀合减予震设顶计连体晌主桁饰架典轮型时调刻应贱力云来图结构贩模型迷振动桶台试岩验本次合模型阅试验泡的模析拟重由点在替保证衬结构狸刚度建相似痒，并片兼顾速强度焦相似锡。考排虑振果动台拍的承辰载能赖力、递结构鸡重量迟等因构素，园确定谁模型遗与原苦型的吃相似变关系丛见下债表。原结歪构设霉计的它阻尼委器在恐单层洋间布伞置，签但由如于阻充尼器找最小机加工范尺寸尚的限疫制，辅无法更在缩应尺模旨型的狭单层丧间安讽装阻霸尼器垃，因凡此采选取了挂跨层风布置鸦的方案法。条保证饮阻尼丢的相坛似比冷关系劣。7、混忙合减骆震设集计试验奖按照浅小震童、中擦震、荡大震袄的顺引序加掩载。选输入侵的地浆震波调同弹劣塑性拾动力虚分析直用地亦震波承，分示别进讲行X向、Y向的宿单向果输入雾，再雄进行X+虑Y双向贱输入际。每拒个工搬况又患分为毒安装船阻尼如器（泽有控译）和炸不安娃装阻充尼器蹲（无崇控）斯两种久情况浑。阻尼倍器布查置侧叫立面告示意咳图制作鹿完成勾后的孝型试府验模7、混站合减么震设请计结构劝模型剖振动秃台试机验在小宵震和渔中震泥下，巡寿结构馅未发智现开仅裂破猎坏现贝象，尾可认归为结被构仍陕处于幼弹性捏状态光。在刑大震俩后出具现裂随缝，族主要战出现殿在主略楼筒什体连认梁端倚部，区层数灰集中恼在25~39层之睬间，售可见剥上部厦结构袄比较洁薄弱,但整恰体结越构仍屈保持灭良好斯的整桃体性盖。较之沾不安舅装阻急尼器错，安软装阻恒尼器撑后结舟构柱倒应变该减小10摄.6瓣%~13械.6沙%，底蚂部剪宪力墙泉应变撑减小14愁.6剑%~16跳.8赵%，主殃楼水堤平位貌移最泛大值妖减小11驱.3摄%，副泽楼水师平位初移最梅大值适减小8%。7、混司合减伍震设稀计8、楼学板应胸力分销析9、结哑论本工辽程塔鼓楼核娇心筒裂严重咽偏置些，刚序心与桨质心灯偏差或较大求；两叛栋塔太楼高参度与哑质量察差异脏较大爬等特巷点导搂致结晴构振坝动非夺常复踏杂，狭扭转胸振动咳较大素。为令此本杯工程泳选用重了延印性较买好的伪圆钢每管混炼凝土周柱，改并在泰长向龟两端误加密图柱距温以减步小扭所转；融同时痰设置种了非线冻性粘目滞阻啦尼器和屈曲丹约束栏支撑拣（BR县B），通恋过混合话减震控制基结构胸扭转毙振动致。在连棵体主息桁架胖中部堆斜腹掀杆采落用屈曲傍约束苹支撑戏（BR昏B）可以切既可似保证净正常柄使用侦下的俘刚度创，便织于整钩体提贴升，居又可赖使在赢中、部大震秋下连继体中专部上聋、下晋错动私耗能系，减冒小主仍体结宅构的遇扭转谈，并稻保护剃连接己体其努他构旅件，晓起到策“保咱险丝众”的绩作用距。9、结障论动力清弹塑润性时蚊程分醉析结录果及债振动范台模捕型对昏比试悼验表版明，混合忽减震可以置发挥帮其耗踪蝶能减恭震作题用，鹅在降琴低结吴构位裕移、规改善济构件蜡受力润状况境、提酸高结栗构整丑体抗味震性调能以茅及降牙低非舌结构剥构件工的地们震反择应等吓方面慢都可午发挥昨有效委作用就，减豆震效群果明眯显。合肥岂滨湖躲时代核广场56工程忠概况1.结申构尚设加计57办公妈楼层辰建筑雁及结院构布饲置图1.结逐构帆设完计58酒店说层建秆筑及污结构郑布置传图1.结僵构误设挎计59空中吸花园膜层建级筑及雪结构妈布置辣图1.结室构揉设沫计60上部慢结构荷的解卡决方榜案1.结殊构榴设剂计611.结防构踩设油计62采用饱一般胶框架—核心柔筒，初下部纹有较浊多楼笑层扭蒜转位库移比葡超过1.盏4。采用消巨型嫁框架+框架-核心奇筒后厚，结墨构的忧各层辈扭转孟位移袍比均肌满足输规范模要求螺。采用漆巨型桥框架+框架-核心相筒后吐，结构敬未出欠现两冻肢的兽局部惹振型部。1.结帜构角设爱计631.结垒构肃设然计641.结昆构市设具计楼面良梁支拦承于骂“连愉梁”煌设计651.结翻构施设飞计地震案作用涨及参眨数选野用661.结雄构栗设演计地震鲜波选产用及笑时程贪分析671.结益构集设王计④2层中轰风化诊砂质选泥岩棍：fa黎=8拘00敞kP拼a，压轨缩性旋微小炕。④1层强弹风化腔砂质喊泥岩蛙：fa踩k=提38赞0k扭Pa，Es波=2萌0.调0M值Pa；③层贼粉土荣夹粉聪质粘适土：fa辈k=泪30疑0k彼Pa，Es务=1央5.蒙0M耻Pa；土层圾分布681.结景构怖设故计C1栋桩叨基布趴置桩长41米，识最大禽桩身富直径3.梢7米，糕最大料扩底啊直径5.毙3米。69结构股超限拾内容1.结觉构约设旦计70结构推抗震课性能叉目标2.抗震垄性能循化分疯析——性能仙目标71有效型质量业系数扔及基乳底地谋震作吉用效遥应2.抗震乐性能活化分重析——静力韵弹性辆分析72周期兄与振闷型2.抗震饭性能毙化分以析——静力刑弹性左分析73结构茧扭转栋位移胖比2.抗震币性能工化分偿析——静力澡弹性捎分析74框架流及剪荐力墙章的剪锦力分那担百群分比2.抗震叛性能颗化分猾析——静力节弹性惑分析75层间斧位移廉角比格较2.抗震嗽性能挤化分铁析——静力妇弹性舰分析76剪重伯比统竭计2.抗震辞性能锄化分闻析——静力瘦弹性狭分析77层剪永力比果较2.抗震恶性能溪化分墙析——弹性眉时程摄分析78层间钞位移钞角比挂较2.抗震映性能吨化分在析——弹性支时程拆分析79楼梯湖性能呈目标2.抗震俩性能唤化分肤析——等效核弹性给分析口（中/大震孝不屈洞服设聋计）80中震插作用抢下受俩拉墙啦肢验羞算2.抗震见性能乳化分盈析——等效傻弹性谦分析诉（中/大震玩不屈构服设谊计）81大震盒作用榆下墙举肢截搏面验料算2.抗震妖性能伙化分模析——等效欣弹性边分析秆（中/大震老不屈